電子技術(shù)基礎(chǔ)知識

1、 電子技術(shù)基礎(chǔ)知識授課：永安市技校 陳昌初維修電工培訓(xùn)維修電工培訓(xùn) 2本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體：不加雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體晶體。如本征硅或不加雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體晶體。如本征硅或本征鍺。本征鍺。根據(jù)摻雜的物質(zhì)不同，可分兩種：根據(jù)摻雜的物質(zhì)不同，可分兩種： 3雜質(zhì)半導(dǎo)體：雜質(zhì)半導(dǎo)體：為了提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，在本征半導(dǎo)為了提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，在本征半導(dǎo)體（體（4價）中摻入硼或磷等雜質(zhì)所形成的半導(dǎo)體。價）中摻入硼或磷等雜質(zhì)所形成的半導(dǎo)體。 （1）P型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：本征硅本征硅(或鍺或鍺)中摻入少量硼元素（中摻入少量硼元素（3價）所形價）所形成的半導(dǎo)體，如成的半導(dǎo)體，如P型硅。多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為

2、電子。型硅。多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子為電子。一、一、PNPN結(jié)結(jié) 1半導(dǎo)體半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一種物導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一種物質(zhì)。如硅（質(zhì)。如硅（Si）或鍺（）或鍺（Ge）半導(dǎo)體。）半導(dǎo)體。自由電子 多數(shù)載流子（簡稱多子）空 穴少數(shù)載流子（簡稱少子） （2）N型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：在本征硅在本征硅(或鍺或鍺)中摻入少量磷元素（中摻入少量磷元素（5價）價）所形成的半導(dǎo)體，如所形成的半導(dǎo)體，如N型硅。其中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載型硅。其中，多數(shù)載流子為電子，少數(shù)載流子為空穴。流子為空穴。自由電子 多數(shù)載流子（簡稱多子）空 穴少數(shù)載流子（簡稱少子）P 型半導(dǎo)體N 型半

3、導(dǎo)體圖圖1 結(jié)結(jié)4PN結(jié)：結(jié)：N型和型和P型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做型半導(dǎo)體之間的特殊薄層叫做PN結(jié)結(jié)。PN結(jié)是各種半導(dǎo)體器件的核心。結(jié)是各種半導(dǎo)體器件的核心。如圖如圖1所示。所示。 P區(qū)接電源正極，區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負極，區(qū)接電源負極，PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通；反之，反之，PN結(jié)截止。結(jié)截止。PN結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴＜矗航Y(jié)具有單向?qū)щ娞匦?。即?將將P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體使用特殊工藝連在一起，型半導(dǎo)體使用特殊工藝連在一起，形成形成PN結(jié)。結(jié)。u外加正向電壓（也叫正向偏置）外加正向電壓（也叫正向偏置）u外加電場與內(nèi)電場方向相反，內(nèi)電場削弱，擴散運動大大外加電場與內(nèi)電場方向相反，內(nèi)電場

4、削弱，擴散運動大大超過漂移運動，超過漂移運動，N N區(qū)電子不斷擴散到區(qū)電子不斷擴散到P P區(qū)，區(qū)，P P區(qū)空穴不斷擴散區(qū)空穴不斷擴散到到N N區(qū)，形成較大的正向電流，這時稱區(qū)，形成較大的正向電流，這時稱PNPN結(jié)處于結(jié)處于狀態(tài)狀態(tài)。空間電荷區(qū)變窄E R內(nèi)電場外電場PNIu外加反向電壓（也叫反向偏置）外加反向電壓（也叫反向偏置）u外加電場與內(nèi)電場方向相同，增強了內(nèi)電場，多子擴散外加電場與內(nèi)電場方向相同，增強了內(nèi)電場，多子擴散難以進行，少子在電場作用下形成反向電流難以進行，少子在電場作用下形成反向電流，因為是少，因為是少子漂移運動產(chǎn)生的，反向電流很小，這時稱子漂移運動產(chǎn)生的，反向電流很小，這時稱P

5、NPN結(jié)處于結(jié)處于狀態(tài)。狀態(tài)。E R內(nèi)電場外電場空間電荷區(qū)變寬PNI二二 晶體二極管晶體二極管 一個一個PNPN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。陽極 陰極 1 外形：外形：由密封的管體和兩條正、由密封的管體和兩條正、負電極引線所組成。管體外殼的標(biāo)記負電極引線所組成。管體外殼的標(biāo)記通常表示正極。如圖通常表示正極。如圖2（a）所示；）所示；圖圖2 晶體二極管的外形和符號晶體二極管的外形和符號 2 2 符號：符號：如圖。其中：如圖。其中： 三角形三角形正極，正極， 豎杠豎杠負極，負極， V

6、V二極管的文字符號。二極管的文字符號。3 3晶體二極管的單向?qū)щ娦裕壕w二極管的單向?qū)щ娦裕海? 1）正極電位負極電位，二極管導(dǎo)通；）正極電位負極電位，二極管導(dǎo)通；（2 2）正極電位負極電位，二極管截止。）正極電位負極電位，二極管截止。 即二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為即二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止。這一導(dǎo)電特性稱為二二極管的單向?qū)щ娦?。極管的單向?qū)щ娦浴?晶體二極管的單向?qū)щ娦跃w二極管的單向?qū)щ娦?例例1 圖圖3所示電路中，當(dāng)開關(guān)所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，閉合后，H1、H2兩個指兩個指示燈，哪一個可能發(fā)光？示燈，哪一個可能發(fā)光？圖圖3 例例1電路圖電路圖 解解 由電路圖可知，開關(guān)

7、由電路圖可知，開關(guān)S閉合后，只有二極管閉合后，只有二極管V1正極電位高正極電位高于負極電位，即處于正向?qū)顟B(tài)，所以于負極電位，即處于正向?qū)顟B(tài)，所以H1指示燈發(fā)光。指示燈發(fā)光。 4 二極管的伏安特性二極管的伏安特性 1定義：定義：二極管兩端的二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關(guān)電壓和流過的電流之間的關(guān)系曲線叫作系曲線叫作二極管的伏安特二極管的伏安特性性。 二極管的伏安特性二極管的伏安特性5 5特點：特點：(Ge) 0.2V(Si) V5 .0TV(Ge) 0.3V(Si) V7 . 0onV導(dǎo)通電壓結(jié)論：正偏時電阻小，具有非線性。結(jié)論：正偏時電阻小，具有非線性。導(dǎo)通后導(dǎo)通后V兩端電壓基本恒

8、定：兩端電壓基本恒定：VFVT時，時，V導(dǎo)通，導(dǎo)通，IF急劇增大。急劇增大。 正向電壓正向電壓VF小于門坎電壓小于門坎電壓VT時，二極管時，二極管V截止，截止，正向電流正向電流IF = 0；其中，門檻電壓其中，門檻電壓（1 1）正向特性）正向特性 外加正向電壓較小時，外外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內(nèi)電場對多子電場不足以克服內(nèi)電場對多子擴散的阻力，擴散的阻力，PNPN結(jié)仍處于截止結(jié)仍處于截止?fàn)顟B(tài)狀態(tài) 。 正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流正向電流 隨著正向電壓增大迅隨著正向電壓增大迅速上升。通常速上升。通常死區(qū)電壓硅管死區(qū)電壓硅管約約為為0.5V0.5V，鍺管鍺管約

9、為約為0.2V0.2V。導(dǎo)通導(dǎo)通電壓電壓: : U UD(on) = D(on) = (0.6 (0.6 0.8) V 0.8) V硅管硅管 0.7 V0.7 V (0.1 (0.1 0.3) V 0.3) V鍺管鍺管 0.3 V0.3 V（2 2）反向特性）反向特性結(jié)論：結(jié)論：反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。 VRVRM時，時，IR劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊穿。劇增，此現(xiàn)象稱為反向電擊穿。對應(yīng)的電對應(yīng)的電壓壓VRM稱為反向擊穿電壓。稱為反向擊穿電壓。 反向電壓反向電壓VRVRM（反向擊穿電壓）時，反向電流（反向擊穿電壓）時，反向電流IR很小，很小，且近似為常數(shù)，稱為反向

10、飽和電流。且近似為常數(shù)，稱為反向飽和電流。 外加反向電壓時，外加反向電壓時， PNPN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流流 很小。反向電壓大于擊很小。反向電壓大于擊穿電壓時，反向電流急劇穿電壓時，反向電流急劇增加。增加。 電擊穿電擊穿 PN PN 結(jié)未損壞結(jié)未損壞，斷電即恢復(fù)。，斷電即恢復(fù)。 熱擊穿熱擊穿 PN PN 結(jié)燒毀。結(jié)燒毀。（1）最大整流電流IFM：指管子長期運行時，允許通過的最大正向平均電流。（2）最高反向工作電壓URM：二極管運行時允許承受的最大反向電壓。（3）最大反向電流IRM：指管子未擊穿時的反向電流，其值越小，則管子的單向?qū)щ娦栽胶?。?）最高工作頻率fm：主要

11、取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小。6 6、二極管的主要參數(shù)、二極管的主要參數(shù)7 7、二極管的型號與規(guī)格、二極管的型號與規(guī)格如：2AP3A8 二極管的簡單測試二極管的簡單測試圖圖4 萬用表檢測二極管萬用表檢測二極管 將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測電阻小時，黑表將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測電阻小時，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負極。筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負極。（1）. 判別正負極性判別正負極性用萬用表檢測二極管如圖用萬用表檢測二極管如圖4所示。所示。萬用表測試條件：萬用表測試條件：R100或或R1k；圖圖5 萬用表檢測二極管萬用表檢測二極管萬用表測試條件：萬用表測試條件：R1k1k

12、。（2 2）. .判別好壞判別好壞(3)(3)若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。(2)(2)若正反向電阻非常大，二極管開路。若正反向電阻非常大，二極管開路。(1)(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；若正反向電阻均為零，二極管短路；9 二極管的分類二極管的分類（3）按用途：）按用途：如圖如圖6所示。所示。 （2）按）按PN結(jié)面積：結(jié)面積：點接觸型（電流小，高頻應(yīng)用）、面點接觸型（電流小，高頻應(yīng)用）、面接觸型（電流大，用于整流）接觸型（電流大，用于整流）（1 1）按材料分：）按材料分：硅管、鍺管硅管、鍺管圖圖6 二極管圖形符號二極

13、管圖形符號三、三、 晶體三極管晶體三極管晶體三極管：晶體三極管：是一種利用輸入電流控制輸出電流的是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件。電流控制型器件。 特點：特點：管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。管內(nèi)有兩種載流子參與導(dǎo)電。特點：特點：有三個電極，有三個電極，故稱故稱三極管。三極管。 圖圖7三極管外形三極管外形1 三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu) （1 1）. . 三極管的外形三極管的外形（2 2）. . 三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)圖圖8 三極管的結(jié)構(gòu)圖三極管的結(jié)構(gòu)圖 工藝要求：工藝要求：發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；發(fā)射區(qū)摻雜濃度較大；基區(qū)很薄且摻雜最少；集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。集電

14、區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少。特點：特點：有三個區(qū)有三個區(qū)發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；兩個兩個PN結(jié)結(jié)發(fā)射結(jié)（發(fā)射結(jié)（BE結(jié)）、集電結(jié)（結(jié)）、集電結(jié)（BC結(jié)）；結(jié)）；三個電極三個電極發(fā)射極發(fā)射極e(E)、基極、基極b(B)和集電極和集電極c；兩種類型兩種類型 P N P型管和型管和NPN型管。型管。 箭頭：箭頭：表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流方向。表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流方向。文字符號：文字符號：V 圖圖9 三極管符號三極管符號2、晶體三極管的符號、晶體三極管的符號3 3、三極管的電流放大作用、三極管的電流放大作用 （1）三極管的工作電壓 三極管實現(xiàn)電流放大的外部偏置條件：發(fā)射結(jié)

15、正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏，此時，各電極電位之間的關(guān)系是： NPN型型 UCUBUE PNP型型 UCUBUE （2）電流分配關(guān)系 圖3.3是NPN管放大實驗電路。三極管各電極電流分配關(guān)系是： I IE = I IB + I IC由于基極電流很小，因而I IEI IC。圖圖3.33.3 三極管的電流放大實三極管的電流放大實驗電路驗電路 （3）三極管的電流放大作用 當(dāng)IB有一微小變化時，能引起IC較大的變化，這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。 電流放大作用的實質(zhì)是通過改變基極電流電流放大作用的實質(zhì)是通過改變基極電流I IB的大的大小，達到控制小，達到控制I IC的目的的目的，而并不是

16、真正把微小電流放大了，因此稱三極管為電流控制型器件。 電流放大作用：電流放大作用： 電流放大系數(shù)：電流放大系數(shù)：=I IC C/ /I IB B三極管的輸入特性三極管的輸入特性4 4、三極管的特性曲線、三極管的特性曲線輸入特性曲線輸入特性曲線 集射極之間的電壓集射極之間的電壓UCE一定時，發(fā)射結(jié)電壓一定時，發(fā)射結(jié)電壓UBE與基極電流與基極電流IB之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。ICIBRBUBBUCCRCVVAmA +UCE+UBE測量三極管特性的實驗電路5VBE與與IB成非線性關(guān)系。成非線性關(guān)系。由圖可見：由圖可見：1當(dāng)當(dāng)V CE 2 V時，特性曲線基本重合。時，特性曲線基本重合。2當(dāng)當(dāng)VB

17、E很小時，很小時，IB等于零，等于零， 三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；3當(dāng)當(dāng)VBE大于門檻電壓（硅管大于門檻電壓（硅管 約約0.5V，鍺管約，鍺管約0.2V）時，）時， IB逐漸增大，三極管開始導(dǎo)逐漸增大，三極管開始導(dǎo) 通。通。4三極管導(dǎo)通后，三極管導(dǎo)通后，VBE基本不基本不 變。硅管約為變。硅管約為0.7V，鍺管，鍺管 約為約為0.3V，稱為三極管的導(dǎo)，稱為三極管的導(dǎo) 通電壓。通電壓。共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線（2）晶體三極管的輸出特性曲線）晶體三極管的輸出特性曲線 基極電流一定時，集、射極之間的電壓與集電極電流基極電流一定時，集、射極之間的電壓與集電極電流的關(guān)系曲線

18、。的關(guān)系曲線。 三極管的輸出特性三極管的輸出特性輸出特性曲線可分為三個工作區(qū)輸出特性曲線可分為三個工作區(qū):（1） 截止區(qū)截止區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)反偏或兩端電壓為零。發(fā)射結(jié)、集電結(jié)反偏或兩端電壓為零。 三極管輸出特性曲線中，IB=0的輸出特性曲線以下，橫軸以上的區(qū)域稱為截止區(qū)。其特點是：各電極電流很各電極電流很小，相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)。小，相當(dāng)于一個斷開的開關(guān)。 在放大狀態(tài)，當(dāng)在放大狀態(tài)，當(dāng)IB一定時，一定時，IC不隨不隨VCE變化，即放大變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。狀態(tài)的三極管具有恒流特性。 （2）放大區(qū)）放大區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏特點：特

19、點： IC受受IB控制控制 輸出特性曲線中，截止區(qū)以上平坦段組成的區(qū)域稱為放大區(qū)。此時IC受控于IB；同時IC與UCE基本無關(guān)，可近似看成恒流。此區(qū)內(nèi)三極管具有電流放大作用此區(qū)內(nèi)三極管具有電流放大作用。 輸出特性曲線中，UCEUBE的區(qū)域，即曲線的上升段組成的區(qū)域稱為飽和區(qū)。 飽和時的UCE稱為飽和壓降，用UCES表示，UCES很小，一般約為0.3V。工作在此區(qū)的三極工作在此區(qū)的三極管相當(dāng)于一個閉合的開關(guān)，沒有電流放大作用。管相當(dāng)于一個閉合的開關(guān)，沒有電流放大作用。（3）飽和區(qū)）飽和區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。5、三極管的主要參數(shù)、三極管的主要參數(shù) 1.電流放

20、大系數(shù) 電流放大系數(shù)是反映三極管電流放大能力的基本參數(shù)，主要有共發(fā)射極電路交流電流放大系數(shù) 和共發(fā)射極電路直流電流放大系數(shù)hFE。 2.極間反向電流 (1) ICBO是指發(fā)射極開路時從集電極流到基極的反向電流。如圖所示。圖 極間反向電流 (2) 穿透電流ICEO 是指基極開路（IB=0）、集電極與發(fā)射極之間加上規(guī)定的電壓時，從集電極流到發(fā)射極的電流。如 圖所示。它與ICBO之間的關(guān)系為： ICEO = (1+) ICBO 3.極限參數(shù) (1)集電極最大允許電流ICM 三極管工作時，當(dāng)集電極電流超過三極管工作時，當(dāng)集電極電流超過ICM時，管子性能將顯時，管子性能將顯著下降，并有可能燒壞管子。著下

21、降，并有可能燒壞管子。 管子基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電管子基極開路時，集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。當(dāng)電壓越過此值時，管子將發(fā)生電壓擊穿，若電擊穿壓。當(dāng)電壓越過此值時，管子將發(fā)生電壓擊穿，若電擊穿導(dǎo)致熱擊穿會損壞管子。導(dǎo)致熱擊穿會損壞管子。 當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過電流的乘積超過此值當(dāng)管子集電結(jié)兩端電壓與通過電流的乘積超過此值時，管子性能變壞或燒毀。時，管子性能變壞或燒毀。(2) 集電極發(fā)射極間擊穿電壓U(BR)CEO (3) 集電極最大允許功耗PCM6、三極管的識別和簡單測試表 常用三極管管腳排列 判別硅管和鍺管的測試電路判別硅管和鍺管的測試電路 7 三極管的簡單測試三

22、極管的簡單測試（1）、硅管或鍺管的判別）、硅管或鍺管的判別當(dāng)當(dāng)V=0.10.3V時時為鍺管。為鍺管。當(dāng)當(dāng)V=0. .60. .7V時，時，為硅管為硅管100R k1R 將萬用表設(shè)置在將萬用表設(shè)置在 或或 擋，用黑表擋，用黑表筆和任一管腳相接（假設(shè)它是基極筆和任一管腳相接（假設(shè)它是基極b b），紅表筆分別和），紅表筆分別和另外兩個管腳相接，如果測得兩個阻值都很小，則黑另外兩個管腳相接，如果測得兩個阻值都很小，則黑表筆所連接的就是基極，而且是表筆所連接的就是基極，而且是NPN型的管子。如圖型的管子。如圖11（a a）所示。如果按上述方法測得的結(jié)果均為高阻值，）所示。如果按上述方法測得的結(jié)果均為高阻

23、值，則黑表筆所連接的是則黑表筆所連接的是PNP管的基極。如圖管的基極。如圖11（b b）所示。）所示。（2）、）、NPN管型和管型和PNP管型的判斷管型的判斷圖圖11 基極基極b b的判斷的判斷 首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測首先確定三極管的基極和管型，然后采用估測值的值的方法判斷方法判斷c 、e極。方法是先假定一個待定電極為集電極極。方法是先假定一個待定電極為集電極（另一個假定為發(fā)射極）接入電路，記下歐姆表的擺動幅（另一個假定為發(fā)射極）接入電路，記下歐姆表的擺動幅度，然后再把兩個待定電極對調(diào)一下接入電路，并記下歐度，然后再把兩個待定電極對調(diào)一下接入電路，并記下歐姆表的擺動幅度。擺動

24、幅度大的一次，黑表筆所連接的管姆表的擺動幅度。擺動幅度大的一次，黑表筆所連接的管腳是集電極腳是集電極c，紅表筆所連接的管腳為發(fā)射極，紅表筆所連接的管腳為發(fā)射極e，如圖，如圖12所所示。測示。測PNP管時，只要把圖管時，只要把圖12電路中紅、黑表筆對調(diào)位置，電路中紅、黑表筆對調(diào)位置，仍照上述方法測試。仍照上述方法測試。（3）、）、e、b、c三個管腳的判斷三個管腳的判斷圖圖12 估測估測的電路的電路四、單管基本放大電路四、單管基本放大電路 由三極管組成的放大電路。其功能是利用三極管的電流控制作用，把微弱的電信號（簡稱信號，指變化的電壓、電流、功率）不失真地放大到所需的數(shù)值，實現(xiàn)將直流電源的能量部分

25、地轉(zhuǎn)化為按輸入信號規(guī)律變化且有較大能量的輸出信號。放大電路的實質(zhì)，是一種用較小的能量去控制較大能量轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。1、放大電路的組成及作用 共發(fā)射極基本放大電路（1）晶體管V。放大元件， 用基極電流iB控制集電極電流iC。 共發(fā)射極基本放大電路（2）直流電源UCC 放大電路的能源； 使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，提供電流IB和IC，UCC一般在幾伏到十幾伏之間。（3）基極偏置電阻RB。 為基極提供一個合適的偏置電流IB，使晶體管有一個合適的工作點，一般為幾十千歐到幾百千歐。（4）集電極電阻RC。 將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得電壓放大，一般為幾千歐。

26、（5）耦合電容或隔直電容Cl、C2。 用來傳遞交流信號，起到耦合的作用。同時，又使放大電路和信號源及負載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號的電壓損失，Cl、C2應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器。 (1) ui直接加在三極管V的基極和發(fā)射極之間，引起基極電流iB作相應(yīng)的變化 。 (2)通過V的電流放大作用，V的集電極電流iC也將變 (3)iC的變化引起V的集電極和發(fā)射極之間的電壓uCE變化。 (4)uCE中的交流分量uce經(jīng)過C2暢通地傳送給負載RL，成為輸出交流電壓uo,，實現(xiàn)了電壓放大作用。 2.2.工作原理工作原理是指無交流信號輸入時，電路中的電流、電壓都不

27、變的狀態(tài)，靜態(tài)時三極管各極電流和電壓值稱為靜態(tài)工作點Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。靜態(tài)分析主要是確定放大電路中的靜態(tài)值IBQ、ICQ和UCEQ。3 3、靜態(tài)工作情況、靜態(tài)工作情況：耦合電容可視為開路。RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQCCQCCCEQ_RIUUBBEQCCBQ_RUUII ICQCQ=I=IBQBQ共發(fā)射極基本放大電路是指有交流信號輸入時，電路中的電流、電壓隨輸入信號作相應(yīng)變化的狀態(tài)。由于動態(tài)時放大電路是在直流電源UCC和交流輸入信號ui共同作用下工作，電路中的電壓uCE、電流iB和iC均包含兩個分量（直流分量和交流分量）。3 3、動態(tài)工作情況、動態(tài)工

28、作情況：（ui單獨作用下的電路）。由于電容C1、C2足夠大，容抗近似為零（相當(dāng)于短路），直流電源UCC去掉（短接）。0 (a) 輸入回路 (b) 輸出回路uCEiCQICQUCCuBEiB0uBEtiBt0iCt0tQQQQQIBQUBEQuCEUCEQ直流負載線交流負載線00從圖解分析過程，可得出如下幾個重要結(jié)論：（1）放大器中的各個量uBE，iB，iC和uCE都由直流分量和交流分量兩部分組成。（2）由于C2的隔直作用，uCE中的直流分量UCEQ被隔開，放大器的輸出電壓uo等于uCE中的交流分量uce，且與輸入電壓ui反相。（放大器具有倒相作用）（3）放大器的電壓放大倍數(shù)可由uo與ui的幅值

29、之比或有效值之比求出。負載電阻RL越小，交流負載電阻RL也越小，交流負載線就越陡，使Uom減小，電壓放大倍數(shù)下降。（4）靜態(tài)工作點Q設(shè)置得不合適，會對放大電路的性能造成影響。若Q點偏高，當(dāng)ib按正弦規(guī)律變化時，Q進入飽和區(qū)，造成ic和uce的波形與ib（或ui）的波形不一致，輸出電壓uo（即uce）的負半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為飽和失真；若Q點偏低，則Q進入截止區(qū)，輸出電壓uo的正半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為截止失真。飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。整流：整流：把交流電變成直流電的過程。把交流電變成直流電的過程。五五 晶體二極管整流電路晶體二極管整流電路整流原理：整流原理：二極管的單向?qū)щ娞匦远O管

30、的單向?qū)щ娞匦远O管單相整流電路：二極管單相整流電路：把單相交流電變成直流電的電路。把單相交流電變成直流電的電路。 V：整流二極管，把交流整流二極管，把交流電變成脈動直流電；電變成脈動直流電； T：電源變壓器，把電源變壓器，把v1變成變成整流電路所需的電壓值整流電路所需的電壓值v2。 1 單相半波整流電路單相半波整流電路（1）電路）電路 如圖（如圖（a） 單相半波整流電路單相半波整流電路 缺點：整流效率低，脈動較大缺點：整流效率低，脈動較大（2）負載和整流二極管上的電壓和電流）負載和整流二極管上的電壓和電流（4）二極管反向峰值電壓）二極管反向峰值電壓VRM （1）負載電壓）負載電壓VL （2）

31、二極管正向電流）二極管正向電流IV和負載電流和負載電流IOUTI IV V=I=IOUTOUT=U=UOUTOUT/R/RL LU UDRMDRM= U= U2 22U UOUTOUT = 0.45 = 0.45 U2U2 V1、V2為性能相同的整流二為性能相同的整流二極管；極管；T為電源變壓器，作用是為電源變壓器，作用是產(chǎn)生大小相等而相位相反的產(chǎn)生大小相等而相位相反的v2a和和v2b。 2 單相全波整流電路單相全波整流電路變壓器中心抽頭式單相全波整流電路變壓器中心抽頭式單相全波整流電路（1 1）. . 電路電路如圖如圖 ：圖圖 變壓器中心抽頭式全波整變壓器中心抽頭式全波整流電路流電路（2）.

32、 工作原理：工作原理： （A）v1正半周時，正半周時，T次級次級A點電位高于點電位高于B點電位，在點電位，在v2a作作用下，用下，V1導(dǎo)通（導(dǎo)通（V2截止），截止），iV1自上而下流過自上而下流過RL； （B）v1負半周時，負半周時，T次級次級A點電位低于點電位低于B點電位，在點電位，在v2b的的作用下，作用下，V2導(dǎo)通（導(dǎo)通（V1截止），截止），iV2自上而下流過自上而下流過RL； 可見，在可見，在v1一周期內(nèi)，流過二極管的電流一周期內(nèi)，流過二極管的電流iV1 、iV2疊加形疊加形成全波脈動直流電流成全波脈動直流電流iL，于是，于是RL兩端產(chǎn)生全波脈動直流電壓兩端產(chǎn)生全波脈動直流電壓vL。故

33、電路稱為。故電路稱為全波整流電路全波整流電路。 缺點：缺點：單管承受的單管承受的反峰壓反峰壓比比半波整流半波整流高高一倍，變壓器一倍，變壓器T需中心抽頭。需中心抽頭。（3）負載和整流二極管上的電壓和電流）負載和整流二極管上的電壓和電流（1）負載電壓）負載電壓UOUT（2）負載電流）負載電流IL（3）二極管的平均電流）二極管的平均電流IV （4）二極管承受反向峰值電壓）二極管承受反向峰值電壓 RMUU UOUT OUT = 0.9= 0.9 U2U2I IOUTOUT=U=UOUTOUT/R/RL L=0.9U2/R=0.9U2/RL LI IV V=1/2I=1/2IOUTOUTU UDRMD

34、RM= U= U2 2223 3 單相橋式全波整流電路單相橋式全波整流電路（1）電路如圖）電路如圖V1V4為整流二為整流二極管，電路為橋極管，電路為橋式結(jié)構(gòu)。式結(jié)構(gòu)。 橋式全波整流電路橋式全波整流電路 （B）v2負半周時，如圖負半周時，如圖1.2.4（b）所示，）所示，A點電位低于點電位低于B點電點電位，則位，則V2、V4導(dǎo)通（導(dǎo)通（V1、V3截止），截止），i2自上而下流過負載自上而下流過負載RL；圖圖1.2.4 橋式整流電路工作過程橋式整流電路工作過程（2）. 工作原理工作原理 （A）v2正半周時，如圖正半周時，如圖1.2.4（a）所示，）所示，A點電位高于點電位高于B點點電位，則電位，則

35、V1、V3導(dǎo)通（導(dǎo)通（V2、V4截止），截止），i1自上而下流過負載自上而下流過負載RL； 由波形圖由波形圖1.2.5可見，可見，v2一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)通產(chǎn)生的單方向電流通產(chǎn)生的單方向電流i1 和和i2疊加形成了疊加形成了iL。于是負載得到全波。于是負載得到全波脈動直流電壓脈動直流電壓vL。優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓高，紋波小，輸出電壓高，紋波小， 較低。應(yīng)用廣泛。較低。應(yīng)用廣泛。RMV（3）負載和整流二極管上的電壓和電流）負載和整流二極管上的電壓和電流（1 1）負載電壓）負載電壓U UOUTOUT （2 2）負載電流）負載電流IOUT（3 3）二極管的平均

36、電流）二極管的平均電流IV（4 4）二極管承受反向峰值電壓）二極管承受反向峰值電壓 RMUU UOUT OUT = 0.9= 0.9 U2U2I IOUTOUT=U=UOUTOUT/R/RL L=0.9U2/R=0.9U2/RL LI IV V=1/2I=1/2IOUTOUTU UDRMDRM= U= U2 22五、五、 濾波器濾波器特點：特點：電容器與負載并聯(lián)。電容器與負載并聯(lián)。 作用：作用：濾除脈動直流電濾除脈動直流電中脈動成分。中脈動成分。 種類：種類：電容濾波器、電電容濾波器、電感濾波器、復(fù)式濾波器感濾波器、復(fù)式濾波器（1 1）電路）電路1 1、電容濾波器、電容濾波器電容濾波電路電容濾

37、波電路（2）工作原理：）工作原理： 在在t2 t3期間，期間，因因vC v2，V正偏導(dǎo)通，電容再次充電，正偏導(dǎo)通，電容再次充電，波形如圖波形如圖 (b)中中BC。 在在t1 t2期間，期間，因因v2vC，V反反偏截止，電容偏截止，電容C通過負載放電，通過負載放電，波形如圖波形如圖 (b)中中AB所示；所示； 在在0t1期間，期間，因因v2的作用，的作用，V正偏導(dǎo)通，電容正偏導(dǎo)通，電容C充電，波形如充電，波形如圖圖 (b)中中OA所示；所示； 利用電容器兩端電壓不能突利用電容器兩端電壓不能突變原理平滑輸出電壓。變原理平滑輸出電壓。 重復(fù)上述過程，可得近于平滑波形。這說明，通過電重復(fù)上述過程，可得

38、近于平滑波形。這說明，通過電容的充放電，輸出直流電壓中的脈動成分大為減小。容的充放電，輸出直流電壓中的脈動成分大為減小。應(yīng)用：應(yīng)用：小功率電源。小功率電源。 工作原理與半波整流電路相同，不同點是：工作原理與半波整流電路相同，不同點是：v2正、負正、負半周內(nèi)，半周內(nèi)，V1、V2輪流導(dǎo)通，對電容輪流導(dǎo)通，對電容C充電兩次，縮短了電充電兩次，縮短了電容容C向負載的放電時間，從而使輸出電壓更加平滑。向負載的放電時間，從而使輸出電壓更加平滑。全波整流電容濾波輸出波形如圖所示。全波整流電容濾波輸出波形如圖所示。2L2 .1_UU輸出電壓估算公式為輸出電壓估算公式為缺點：缺點：體積大、重量大。體積大、重量大

39、。圖圖 帶電感濾波器帶電感濾波器 2 2、電感濾波器、電感濾波器（1）. 電路電路特點：特點：電感與負載串聯(lián)電感與負載串聯(lián)（2）. 工作原理：工作原理： 利用流過電感電流不能利用流過電感電流不能突變原理平滑輸出電流。突變原理平滑輸出電流。 當(dāng)電路電流增加時，電感當(dāng)電路電流增加時，電感存儲能量；當(dāng)電流減小時，電存儲能量；當(dāng)電流減小時，電感釋放能量。使負載電流比較感釋放能量。使負載電流比較平滑，從而得到比較平滑的直平滑，從而得到比較平滑的直流電壓。流電壓。應(yīng)用：應(yīng)用：較大功率電源。較大功率電源。 （C C）應(yīng)用：）應(yīng)用：較大功較大功率電源中。率電源中。3、復(fù)式濾波器、復(fù)式濾波器結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：

40、電容與負載并聯(lián)，電感與負載串聯(lián)。電容與負載并聯(lián)，電感與負載串聯(lián)。性能特點：性能特點：濾波效果好。濾波效果好。（1）. L型濾波器型濾波器（A A）電路：）電路： （B）原理：）原理：整流輸出的脈動直流經(jīng)過電感整流輸出的脈動直流經(jīng)過電感L，交流成分被，交流成分被削弱，再經(jīng)過電容削弱，再經(jīng)過電容C濾波，就可在負載上獲得更加平滑的直流濾波，就可在負載上獲得更加平滑的直流電壓。電壓。圖圖 L型濾波器橋式整流電路型濾波器橋式整流電路（2）. 型濾波器型濾波器圖圖 型濾波器橋式整流電路型濾波器橋式整流電路（C）應(yīng)用：）應(yīng)用：小功率電源中。小功率電源中。 （B B）原理：）原理： 整流輸出的脈動直流經(jīng)過電容

41、整流輸出的脈動直流經(jīng)過電容C1濾波后，再經(jīng)電感濾波后，再經(jīng)電感L和電容和電容C2濾波，使脈動成分大大降低，在負載上可獲得濾波，使脈動成分大大降低，在負載上可獲得平滑的直流電壓。平滑的直流電壓。（A A）電路：）電路： (B) 當(dāng)工作電流當(dāng)工作電流 滿足滿足條件條件 時，穩(wěn)壓時，穩(wěn)壓管兩端電壓管兩端電壓 幾乎不變。幾乎不變。ZIZVBZAIII六、六、 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路：抑制電網(wǎng)抑制電網(wǎng)電壓和整流電路負載的變電壓和整流電路負載的變化引起的輸出電壓變化，化引起的輸出電壓變化，將平滑的直流電變成穩(wěn)定將平滑的直流電變成穩(wěn)定的直流電。的直流電。（1）. 硅穩(wěn)壓

42、二極管的特性硅穩(wěn)壓二極管的特性 (A) 穩(wěn)壓管工作在反向穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)。擊穿狀態(tài)。圖圖 硅穩(wěn)壓管的伏安特性及符號硅穩(wěn)壓管的伏安特性及符號（2）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理（C C）應(yīng)用：小功率場合。）應(yīng)用：小功率場合。（B B）電路的穩(wěn)壓過程：）電路的穩(wěn)壓過程： UOIZIRURUO （A）電路：）電路：V為穩(wěn)壓管，起電流調(diào)整作用；為穩(wěn)壓管，起電流調(diào)整作用；R為限流電阻，起電壓調(diào)整作用。為限流電阻，起電壓調(diào)整作用。圖圖 硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓管整流穩(wěn)壓電路三、集成穩(wěn)壓器 集成穩(wěn)壓器是指將調(diào)整管、取樣放大、基準(zhǔn)電壓、啟動和保護電路等全部集成在一個半導(dǎo)體芯片上而

43、形成的一種穩(wěn)壓集成塊。 集成穩(wěn)壓器的種類很多，作為小功率的直流穩(wěn)壓電源，應(yīng)用最為普遍的是3端式串聯(lián)型集成穩(wěn)壓器。3端式是指穩(wěn)壓器僅有輸入端、輸出端和公共端3個接線端子。如W78和W79系列穩(wěn)壓器。W78系列輸出正電壓有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等多種，若要獲得負輸出電壓選W79系列即可。例如W7805輸出+5 V電壓，W7905則輸出5 V電壓。這類端穩(wěn)壓器在加裝散熱器的情況下，輸出電流可達1.52.2A，最高輸入電壓為35V，最小輸入、輸出電壓差為23V，輸出電壓變化率為0.10.2。1、三端固定輸出穩(wěn)壓器、三端固定輸出穩(wěn)壓器 這類產(chǎn)品的封裝形式有金屬殼和

44、塑料殼兩種。它們都有這類產(chǎn)品的封裝形式有金屬殼和塑料殼兩種。它們都有三個管腳，分別是輸入端、輸出端和公共端，因此稱為三端三個管腳，分別是輸入端、輸出端和公共端，因此稱為三端式穩(wěn)壓器。式穩(wěn)壓器。 （ 1） CW7800系列是三端固定正壓輸出的集成穩(wěn)壓器。系列是三端固定正壓輸出的集成穩(wěn)壓器。輸出電壓有輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等檔次。等檔次。 例如：例如：CW7805表示輸出電壓為正表示輸出電壓為正5V。此系列最大輸。此系列最大輸出電流為出電流為1.5A。 同類產(chǎn)品：同類產(chǎn)品：CW78M00系列（系列（0.5A）；）；CW78L00系列系列（0.1A）；）；CW78

45、T00系列（系列（3A）和）和CW78H00系列（系列（5A）。）。 CW7800系列的管腳：系列的管腳： 不同類型、不同封裝不同類型、不同封裝形式的三端集成穩(wěn)壓器的形式的三端集成穩(wěn)壓器的引腳排列不同，使用時請引腳排列不同，使用時請查閱手冊。查閱手冊。CW7800 系列系列( (正電源正電源) )CW7900 系列系列( (負電源負電源) )5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V7878、79 79 系列的型號命名系列的型號命名輸出電流輸出電流78L / 79L 輸出電流輸出電流 100 mA78M / 9M 輸出電流輸出電流 500 mA78 / 79 輸

46、出電流輸出電流 1.5 A輸出電壓輸出電壓 （2） CW7900系列是三端固定負壓輸出的集成穩(wěn)壓器。系列是三端固定負壓輸出的集成穩(wěn)壓器。在輸出電壓檔次、電流檔次等方面與在輸出電壓檔次、電流檔次等方面與78系列相同。引腳排系列相同。引腳排列請查閱手冊。列請查閱手冊。CW78051 2 3UIUOGNDCW79051 2 3UIUOGND符號符號CW7800+213CW790013_2_塑料封裝塑料封裝金屬封裝金屬封裝圖 三端集成穩(wěn)壓器外形及管腳排列型號組成及意義如圖所示。圖 三端固定式穩(wěn)壓器型號組成及意義XXL78(79)WC用數(shù)字表示輸出電壓值最大輸出電流：L 為 0.1 A ,M 為0.5

47、A ,無字母表示1.5 A( 帶散熱片)78: 輸出固定正電壓79: 輸出固定負電壓國標(biāo)穩(wěn)壓器第九節(jié)：晶閘管及其整流電路 晶閘管又稱可控硅（SCR），是一種大功率的半導(dǎo)體器件。有普通型、雙向型、可關(guān)斷型和快速型等。其具有體積小、質(zhì)量輕、效率高、動作迅速等優(yōu)點。但其過載能力和抗干擾能力差，控制電路也比較復(fù)雜。一、晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號一、晶閘管的結(jié)構(gòu)與符號 圖10.1晶閘管結(jié)構(gòu)、外型及符號 它有四層半導(dǎo)體（PNPN）和三個電極（陽極A、陰極K和門極G）二、晶閘管的工作原理二、晶閘管的工作原理(1) 晶閘管加陽極負電壓-UA時，晶閘管處于反向阻斷狀態(tài) 。(2) 晶閘管加陽極正電壓UA，控制極不加電壓時

48、，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。(3) 晶閘管加陽極正電壓+UA，同時也加控制極正電壓+UG，晶閘管導(dǎo)通。(4) 要使導(dǎo)通的晶閘管截止，必須將陽極電壓降至零或為負，使晶閘管陽極電流降至維持電流IH以下。1、晶閘管的導(dǎo)通條件： 晶閘管與硅整流二極管相似，都具有反向阻斷能力，但晶閘管還具有正向阻斷能力，即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件：陽極加正向電壓，同時控制極也加正向觸發(fā)電壓。 2、晶閘管的關(guān)斷條件： 晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極即失去控制作用。要使晶閘管重新關(guān)斷，必須做到以下兩點之一：一是將陽極電流減小到小于維持電流IH；二是將陽極電壓減小到零或使之反向。三、晶閘管的主要參數(shù)三、晶閘管的主要參數(shù) 1 1

49、、電壓參數(shù)、電壓參數(shù) (1) 正向重復(fù)峰值電壓UDRM 正向阻斷峰值電壓UDRM ，指控制極斷開時，允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓， (2) 反向重復(fù)峰值電壓URRM 反向阻斷峰值電壓URRM ，指允許重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電壓。 (3) 額定電壓UD 通常把UDRM 和URRM中較小的一個值稱作晶閘管的額定電壓。 (4) 通態(tài)平均電壓UT 習(xí)慣上稱為導(dǎo)通時的管壓降。這個電壓當(dāng)然越小越好，一般為0.4V1.2V。 2. 2. 電流參數(shù)電流參數(shù) (1) 通態(tài)平均電流IT 通態(tài)平均電流IT簡稱正向電流，指在標(biāo)準(zhǔn)散熱條件和規(guī)定環(huán)境溫度下(不超過40oC)，允許通過工頻(50Hz)正弦半波電

50、流在一個周期內(nèi)的最大平均值。 (2) 維持電流IH 維持電流IH，指在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路的情況下，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通時需要的最小陽極電流。四、晶閘管的型號與規(guī)格四、晶閘管的型號與規(guī)格如：KP57五、晶閘管的應(yīng)用五、晶閘管的應(yīng)用1、 晶閘管交流開關(guān)晶閘管交流開關(guān)圖10.5(a)所示是用兩只普通晶閘管V1和V2反向并聯(lián)而組成的交流調(diào)壓電路，其調(diào)壓原理如下。 (a) 電路圖 (b) 波形圖 圖1 晶閘管交流調(diào)壓 (1) 電源電壓u的正半周，在t1時刻(t1= ，又稱控制角)將觸發(fā)脈沖加到V2管的控制極，V2管被觸發(fā)導(dǎo)通，此時V1管承受反向電壓而截止。當(dāng)電源電壓u過零時，V2管自然關(guān)斷。 (2

51、) 電源電壓u的負半周，在t2時刻(t2=180o+)將觸發(fā)脈沖加到V1管的控制極，V1管被觸發(fā)導(dǎo)通，此時V2管承受反向電壓而截止。當(dāng)電源電壓u過零時，V1管自然關(guān)斷，負載上獲得的電壓波形如圖1（b）所示，調(diào)節(jié)控制角便可實現(xiàn)交流調(diào)壓。 當(dāng)控制角=0o時，即為交流開關(guān)。 分分 析：析：1、單相半波可控整流電路、單相半波可控整流電路六、晶閘管整流電路六、晶閘管整流電路 分分 析：析： 1、在電角度、在電角度0a范圍內(nèi)，雖然晶閘管的陽極電壓為正，但它范圍內(nèi)，雖然晶閘管的陽極電壓為正，但它仍處在正向阻斷狀態(tài)；在仍處在正向阻斷狀態(tài)；在a 的范圍內(nèi)，晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)。的范圍內(nèi)，晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)。2、a稱為控制角；稱為控制角； 稱為導(dǎo)通角；稱為導(dǎo)通角；a變化范圍稱為移相范圍。變化范圍稱為移相范圍。3、 a角在角在0180之間變化時，輸出電壓之間變化時，輸出電壓uL便在便在0到最大值之到最大值之間連續(xù)變化，這就是可控整流的意義。間連續(xù)變化，這就是可控整流的意義。4、輸出電壓的平均值為：、輸出電壓的平均值為：UL=0.45U2(1+cosa)/2；負載中流過；負載中流過的平均電流為：的平均電流為：I